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實(shí)驗(yàn)案例信息表
實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：夢幻彩燈的設(shè)計(jì)與制作
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與任務(wù)
1）以32個(gè)LED燈為控制對象，采用軟件控制電路的方式，實(shí)現(xiàn)LED燈的流速和流向的控制。
2）請利用所學(xué)的匯編語言或者C語言，自行編寫LED燈的流速和流向控制的程序。
3）提高：如何實(shí)現(xiàn)控制更多的LED燈。（提示：鎖存器）
實(shí)驗(yàn)過程及要求
查閱與單片機(jī)或者C語言相關(guān)的書籍或者學(xué)習(xí)相關(guān)課程，掌握如何利用C語言或者匯編語言進(jìn)行編程。
利用keil軟件編寫程序，并且生成hex文件。
利用Proteus軟件搭建原理電路并將hex文件導(dǎo)入Proteus軟件中的單片機(jī)中進(jìn)行仿真。
利用STC下載線將hex文件燒錄入單片機(jī)STC89C52中。
使用Altium Designer軟件繪制PCB板。
6）印制電路板：PCB板的打印（注意不要磨掉了熱轉(zhuǎn)印紙上的碳粉，若不慎磨掉，用油性筆補(bǔ)全），選材（注
意本實(shí)驗(yàn)用的是雙面板）、打磨銅板、轉(zhuǎn)印（用膠帶把熱轉(zhuǎn)印紙和銅板固定好，本實(shí)驗(yàn)印雙面板，要轉(zhuǎn)印
兩次，注意已印好的那面的保護(hù)，轉(zhuǎn)印機(jī)溫度為150攝氏度左右）、腐蝕（先用打孔機(jī)把銅板打兩個(gè)孔，
用鐵絲拴著放到腐蝕液中腐蝕）、清洗和擦拭（從腐蝕液中拿出后手不能直接碰觸）、打磨、轉(zhuǎn)孔。
7）焊裝電路。
8）電路的測試與查錯(cuò)排錯(cuò)。
9）電路的產(chǎn)品化包裝與美化。
10）撰寫設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告，并通過分組演講，學(xué)習(xí)交流不同解決方案或者程序的特點(diǎn)。
相關(guān)知識及背景
本實(shí)驗(yàn)是針對單片機(jī)的使用的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，要學(xué)習(xí)基于單片機(jī)的匯編語言或者C語言，學(xué)會搭建單片機(jī)的最小系統(tǒng)，掌握如何燒錄程序，學(xué)習(xí)印刷電路板以及電路的焊接和產(chǎn)品的包裝美化。本實(shí)驗(yàn)要用到keil軟件（編程并生成hex文件）、Proteus軟件（單片機(jī)仿真）、Altium Designer軟件（繪制PCB板圖），并時(shí)刻把握從電路到產(chǎn)品的理念。
教學(xué)目的
本實(shí)驗(yàn)原理簡單，操作易行，但是包括了電子工藝設(shè)計(jì)的所有必要的流程，具有很強(qiáng)的可操作性和可行性，非常適合于剛剛接觸電子工藝設(shè)計(jì)的學(xué)生進(jìn)行練習(xí)。本實(shí)驗(yàn)循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)需要設(shè)計(jì)電路、選擇元器件，構(gòu)建測試環(huán)境與條件，進(jìn)行電路的仿真和學(xué)習(xí)，并通過測試與分析對項(xiàng)目作出技術(shù)評價(jià)。
實(shí)驗(yàn)教學(xué)與指導(dǎo)
本實(shí)驗(yàn)的過程是一個(gè)比較完整的工程實(shí)踐工程，需要經(jīng)歷學(xué)習(xí)研究、方案論證、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)調(diào)試、
測試標(biāo)定、設(shè)計(jì)總結(jié)等過程。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)在以下幾個(gè)方面加強(qiáng)對學(xué)生的引導(dǎo)：
學(xué)習(xí)單片機(jī)的基本知識，知道如何搭建單片機(jī)的最小系統(tǒng)以及如何通過程序來控制單片機(jī)的管腳。
激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，編寫出多樣的流水程序來控制LED燈。
講授或者提及keil軟件和Proteus軟件、Altium Designer軟件的簡單使用。
元器件選擇的注意事項(xiàng)：從功率方面和性能方面進(jìn)行選擇與比較。
對實(shí)驗(yàn)中可能會出現(xiàn)的問題作出預(yù)警。
如何對一個(gè)工藝產(chǎn)品進(jìn)行包裝的簡單介紹。
7）在實(shí)驗(yàn)完成后，可以組織學(xué)生以項(xiàng)目演講、答辯、評講的形式進(jìn)行交流，了解不同解決方案及其特點(diǎn)，
拓寬知識面。
在設(shè)計(jì)中，要注意學(xué)生設(shè)計(jì)的規(guī)范性；在調(diào)試中，要注意工作電源對系統(tǒng)指標(biāo)的影響，電路工作的穩(wěn)定
性與可靠性；在測試分析中，要分析錯(cuò)誤的原因并加以驗(yàn)證。
實(shí)驗(yàn)原理及方案
7系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
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2017-11-30 01:57 上傳
8實(shí)現(xiàn)方案
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2017-11-30 01:57 上傳
本著從需求到設(shè)計(jì)的理念，先根據(jù)彩燈所想要的流水效果來設(shè)計(jì)電路原理圖：由EA管腳，復(fù)位電路，晶振電
路，VCC，GND組成單片機(jī)的最小系統(tǒng)，保證單片機(jī)能正常工作，其中，復(fù)位電路采用上電復(fù)位的方式；晶振
電路為11.0592MHz。單片機(jī)的P1、P2、P3、P4共32個(gè)管腳當(dāng)作輸出，然后在實(shí)際電路中，這些管腳又外接
串聯(lián)的470Ω的電阻和LED燈，其中電阻的作用是為了限流來保護(hù)LED，最終到達(dá)程序控制LED發(fā)光的效果。
在keil軟件中用基于單片機(jī)的C語言或者匯編語言來編寫的程序，達(dá)到用軟件來控制單片機(jī)的管腳的目的。流
水燈的流水效果，也全靠程序來實(shí)現(xiàn)，所以要想流水效果越炫，相應(yīng)的程序也會越多越復(fù)雜。這些程序也正是
本實(shí)驗(yàn)的亮點(diǎn)和難點(diǎn)。
本電路中，采用LED共陽極的方式，所以當(dāng)它們所對應(yīng)的端口輸出低電平時(shí)，LED燈才會發(fā)光；當(dāng)它們所對
應(yīng)的端口為高電平時(shí)，則不會發(fā)亮。
④為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)電路是否可行，可先在Proteus軟件中進(jìn)行仿真，仿真正確后，然后再根據(jù)電路原理圖繪制PCB
板。同時(shí)將生成的hex文件通過STC下載線燒錄入單片機(jī)STC89C52中。在印刷出電路板之后，就可以進(jìn)行電
路的焊裝了。注意，由于本產(chǎn)品需要進(jìn)行封裝，所以先不要把5V的直流電源也焊裝在電路板上，測試時(shí)，可
以用信號發(fā)生器產(chǎn)生5V的直流電壓源對電路進(jìn)行測試。在測試中若出現(xiàn)故障，要認(rèn)真查看是否有的地方虛焊
或者漏焊（特別要注意單片機(jī)的相關(guān)管腳是否全部與電路焊接完畢）。
⑤在測試成功之后，再將5V直流電源也焊到電路上，然后再次檢測電路是否還能正常工作。在檢測沒有問題之
后，就可以進(jìn)行產(chǎn)品的封裝。產(chǎn)品的封裝要求美觀，使用方便。
實(shí)驗(yàn)報(bào)告設(shè)計(jì)
實(shí)驗(yàn)報(bào)告需要反映以下工作：
實(shí)驗(yàn)需求分析
實(shí)現(xiàn)方案論證
軟件的簡單操作過程
電路效果與程序設(shè)計(jì)
電路設(shè)計(jì)
電路測試方法
產(chǎn)品包裝情況
實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)
9.考核要求與方法
1）實(shí)物驗(yàn)收：電子工藝產(chǎn)品的外觀（是否美觀），功能與性能指標(biāo)的完成程度（如彩燈的流動(dòng)方式的種類、
流動(dòng)的效果），完成時(shí)間。
2）實(shí)驗(yàn)質(zhì)量：電路方案的合理性，焊接質(zhì)量、組裝工藝。
3）自主創(chuàng)新：功能構(gòu)思、電路設(shè)計(jì)、控制程序的創(chuàng)新性，自主思考與獨(dú)立實(shí)踐能力。
4）實(shí)驗(yàn)成本：是否充分利用實(shí)驗(yàn)室已有條件，材料與元器件選擇合理性，成本核算與損耗。
5）實(shí)驗(yàn)程序：編寫的程序的正確性與簡潔性，以及執(zhí)行起來的快捷程度。
6）實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)報(bào)告的規(guī)范性與完整性。
10.項(xiàng)目特色或創(chuàng)新
本項(xiàng)目的特色在于簡單、易行，卻又步驟流程完整，對整個(gè)工藝流程的綜合性很強(qiáng)；其次，實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目
的方法具有多樣性，并且本實(shí)驗(yàn)也具有很強(qiáng)的拓展性。
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流水燈實(shí)驗(yàn)案例.doc
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2017-11-29 20:20 上傳
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